розміру скана необхідно отримати найбільш повну інформацію про поверхні зразка, тобто відобразити найбільш характерні особливості його поверхні. Наприклад, при скануванні дифракційної решітки з періодом 3 мкм необхідно відобразити хоча б кілька періодів, тобто розмір скана повинен становити 10 - 15 мкм. У разі якщо розташування особливостей на поверхні досліджуваного об'єкта неоднорідне, то для достовірної оцінки необхідно провести сканування в декількох віддалених один від одного точках на поверхні зразка. При відсутності інформації про об'єкт дослідження спочатку, як правило, проводять сканування в області, близької до максимально доступною для відображення, з метою отримання оглядової інформації про характер поверхні. Вибір розміру скана при повторному скануванні здійснюють виходячи з даних, отриманих на оглядовому скане.
Кількість точок сканування (NX, NY) вибирається таким чином, щоб крок сканування? (відстань між точками, в яких проводиться зчитування інформації про поверхні) був менше характерних її особливостей, інакше відбудеться втрата частини інформації, закладеною між точками сканування. З іншого боку, вибір зайвої кількості точок сканування призведе до збільшення часу отримання скана.
Швидкість сканування визначає швидкість д?? іженія зонда між точками, в яких проводиться зчитування інформації. Зайве велика швидкість може призвести до того, що система зворотного зв'язку не встигатиме відводити зонд від поверхні, що призведе до неправильного відтворення вертикальних розмірів, а так само до пошкодження зонда і поверхні зразка. Мала швидкість сканування призведе до збільшення часу отримання скана.
Система зворотного зв'язку.
У процесі сканування зонд може перебувати над ділянками поверхні, що мають різні фізичні властивості, в результаті чого величина і характер взаємодії зонд-зразок будуть змінюватися. Крім того, якщо на поверхні зразка є нерівності, то при скануванні змінюватиметься і відстань? Z між зондом і поверхнею, відповідно змінюватиметься величина локальної взаємодії.
У процесі сканування проводиться підтримка постійної величини локального взаємодії (сили або тунельного струму) за допомогою системи негативного зворотного зв'язку. При наближенні зонда до поверхні сигнал сенсора зростає. Компаратор порівнює поточний сигнал сенсора з опорною напругою Vs і виробляє коригувальний сигнал Vfb, використовуваний в якості керуючого для п'єзоприводи, який відводить зонд від поверхні зразка. Сигнал для отримання зображення топографії поверхні береться при цьому з каналу z - п'єзоприводи.
На рис. 6 показана траєкторія руху зонда щодо зразка (крівая2) і зразка щодо зонда (крівая1) при збереженні постійної величини взаємодії зонд-зразок. Якщо зонд виявляється над ямкою або областю, де взаємодія слабкіше, то зразок підводиться, в іншому випадку - зразок опускається.
Отклик системи зворотного зв'язку на виникнення сигналу неузгодженості Vfb=V (t) - VS визначається константою ланцюга зворотного зв'язку K або декількома такими константами. Конкретні значення K залежать від особливостей конструкції конкретного СЗМ (конструкції і характеристик сканера, електроніки), режиму роботи СЗМ (розміру скана, швидкості сканування і т.п.), а також особливостей досліджуваної поверхні (ступінь шорсткості, масштаб особливостей топографії, твердість матеріалу і ін.).
В цілому, чим більше значення K тим точніше ланцюг зворотного зв'язку відпрацьовує риси сканируемой поверхні і тим достовірніше дані, одержувані при скануванні. Однак при перевищенні деякого критичного значення K система зворотного зв'язку виявляє схильність до самозбудження, тобто на лінії скана спостерігається зашумленность.
Формат СЗМ даних, способи обробки і представлення результатів експерименту.
Інформація, отримана за допомогою скануючого зондового мікроскопа, зберігається у вигляді СЗМ кадра- двовимірного масиву цілих чисел Zij (матриці). Кожному значенню пари індексів ij відповідає певна точка поверхні в межах поля сканування. Координати точок поверхні обчислюються за допомогою простого множення відповідного індексу на величину відстані між точками, в яких проводилося зчитуванні еінформаціі. Як правило, СЗМ кадри являють собою квадратні матриці, що мають розмір 200x200 або 300х300 елементів.
Візуалізація СЗМ кадрів проводиться засобами комп'ютерної графіки, в основному, як двовимірні яскравісних (2D) і тривимірних (3D) зображень. При 2D візуалізації кожній точці поверхні Z=f (x, y) ставиться у відповідність тон певного кольору відповідно до висоти точки поверхні (рис. 7а). При 3D візуалізації зображення поверхні Z=f (x, y) будується в аксонометричній перспективі за допомогою пікселів або ліній. Найбільш ефективним способом ...
